熔体流动速率测试 - 一 -

熔体流动速率测试（一）

Melt flow rate testing (Part 1)

李驰宇 编译

尽管在业内经常遭人诟病，用MFR来衡量聚合物平均相对分子量仍然是非常恰当的方法。聚合物分子量（MW）对于了解聚合物的物理性能和加工性能有着重要的意义。

论　坛

TECHNOLOGY FORUM熔体流动速率测试可以被定性为罗德尼材料试验方法，但是它没有得到应有的重视。业内人士对MFR的测试值不予重视或贬低其完全的有用性。专业人士则迅速指出材料的MFR其价值只是特性粘度-剪切速率曲线上单一的点。由于塑料是非牛顿流体，其粘度随剪切速率的变化而变化。熔体流动速率测试中，熔化了的材料只受到单一的剪切速率而流动。因此，不能全方位地捕捉材料行为变化而归纳出该材料的剪切速率变化函数。更糟糕的 是，在整个MFR测试过程中剪切速率是不受控制的。待测试样上的负荷或剪切应力是恒定的，而剪切速率则是测试的一个结果。MFR本身是剪切速率的反应，是测试的一个结果，而不是受控制的输入因素。

大学教师们一般不喜欢g/10min这个单位。依据聚合物行为的基本原 则，如何从克每10分钟（g/10min）中获得有关聚合物任何有意义的信息呢？作者已经写了大量关于MFR和平均相对分子量之间关系的文章。这让他偶尔收到大学教授们对此提出批评

立MFR与分子量之间的关系，从克每10分钟转换为克每摩尔。这是一个非常好的问题，将会在接下来的几篇文章中尽可能完整地做出解释。

事实上，熔体流动速率测试在衡量材料加工性能上显得力不从心，至于个中原因将在下文做出详细的解释。MFR测定仪从来也不打算被当作材料加工性能的测量工具。加工行业中的一些应用可以作为印证。认为熔体流动速率测定仪是某些类型毛细管流变仪的观点是完全错误的。除此之外，MFR与平均相对分子量之间的关系也是相对而言的。有许多因素可以使这种关系歪斜失真，并且很难解释。向聚合物中添加如玻纤、冲击改性剂和某些添加剂等都会改变材料的MFR，但却一点也没有改变聚合物的平均相对分子量。

但是，如果溶体流动速率测试如此的毫无用处，那么为何在一些材料的物性表上还列出MFR数值呢？MFR不仅是大多数材料公布物性数据表上的一个项目，还是区别同种材料不同牌号的关键特征。在聚碳酸酯、聚甲醛和聚苯乙烯等不同材料中，MFR

可能是数据表上唯一有价值的数据。MFR能够呈现出某种特定材料不同牌号间的显著变化。原因很简单。假设所有别的因素是恒定的，则MFR是聚合物平均相对分子量的标准度量。聚合物分子量（MW）是聚合物性能的原动力，对聚合物的物理性能和加工性能有着重要的意义。

聚合物流动速率与其粘度成反比关系。特定条件下，高粘度的物料其流动阻力更大，故其流速比低粘度物料慢得多。所以，高分子量聚合物具有较低的MFR值，低分子量聚合物具有较高的MRF值。

注塑成型从业人员更希望使用MFR值较高的聚合物即“高流动性”聚合物，因为高流动性聚合物更容易充满模具流道。而挤出成型和吹塑成型从业者则更希望使用较高相对分子量的聚合物，因为高分子量聚合物具有较高的熔体强度。高熔体强度有助于控制型坯或复杂结构型材的形状，对模口胀大的改善也极为有利。不管知道原因与否，消费者更愿意接受高分子量聚合物的产品，因为高分子量聚合物往往与其产品良好性能相关。

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的邮件，教授们要求作者解释如何建

g 2013 vol.31 No.10

高分子量聚合物制成的产品具有更好的冲击性、耐疲劳性、环境应力开裂性（ESCR）和阻隔性。

在塑料制品成型车间里，MFR极为重要，它作为材料选择的标准已有30年的历史。人们已经在用高分子量注塑级聚碳酸酯材料成型交通信号灯的外壳。该材料标称MFR为5g/10min。零部件的几何结构加上年深日久的模塑设备，使得该零部件的生产极具挑战性。由于所生产的零部件对其性能的要求极为严格，所以每隔1小时需要对产品进行抽样，并将样品图1 熔体指数测定仪或挤压式塑性测定仪是实验室测

通过落锤冲击试验以定熔体流动速率的工具。

确保加工过程是否还

当检查制品的抗冲击性能时，发现只有在控制之下。成型设备运行结束时，随4个样品的冲击性能合格。尽管制品性机从大量重复的冲击试验样品中选出能存在巨大差异，但是这两个牌号树20个零部件。典型的结果是选出来的脂物性数据表上提供的悬臂梁缺口冲这20个零部件都是合格的。

击值基本上是一样的。塑料行业中，材在注塑和吹塑加工成型中，如果料物性数据表上提供的数据与制品的换用低分子量级的树脂，会有什么变真实性能是不相一致的，这种现象时化呢？大致的推理是：如果材料流动性时发生。以后的文章中将针对这一现更好，则可以降低材料的溶体温度、注象进行解释。

射压力和保压压力。还可以降低材料在下一篇文里，将对MFR测定步的应力，改善零部件的冲击性能，至少骤进行描述，并对该测试方法的一些能弥补因分子量低而产生冲击强度下长处和缺点进行讨论。还对如此之多降的效果。

的材料供应商为什么重视MFR这一注塑过程中，抽取了一个标称物性做出释疑。为什么MFR不仅作为MFR值为10g/min的牌号树脂进行观发布的一项数据，还是质量认证的关察，发现：熔体温度降低了22℃（40华 键参数，都将会在下一章节中得到答氏），第一阶段冲模压力下降了10%。

案。

米拉克龙展示挤出技术米拉克龙挤出系统在 2013K展中展示 TP75 和带多通槽的 PAK250。TP75 是一种反向旋转啮合型双螺杆挤出机，适用于截面、管道和 WPC 生产。TP75 标准配置为节能交流电动机驱动，以及用于精确进程控制的主动式螺杆油冷却。可选配件包括环保的干式真空泵，钨螺杆及用以降低长期维护成本的相关备件。TP75 采用的是米拉克龙的 MOSAIC? 控制系统 ，提供先进加工控制。当和一个或多个双或单螺杆模型结合时，MOSAIC 控制系统能够控制挤出机，并支持系统中的其它后续设备。这些特征使得 TP75 可将回收再利用的物料与它的原材料混合共挤。米拉克龙协同使用 TP 双平行模型和 TC 双圆锥模型，为共挤截面市场提供解决方案。其特征包括辅助设备的自动衔接，使得针对生产不同产品的调整更加容易，并使用其MOSAIC? 作为控制单点。例如，共挤系统中的技术允许组合机器创造出特征为一个纯外层和一个以再循环材料为内核的产品，生产能力可达到 1360Kg/hr，并可减少浪费。PAK250 是一种专门用于医疗市场的挤出机，也会在 K 展中展示。本机器生产的最常见产品是用于无毒烤漆塑化剂的软质 PVC。特征包括：——由 MOSAIC 控制; ——可根据用户需求订制设计螺杆;——便于清洁;——使用便于维护的不锈钢罩壳和漏斗。2013年 31卷 第10期 g

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